紫甘薯白皮黄心突变体新栗生物学特性研究

发布时间：2017-09-29 10:14

  本文关键词：紫甘薯白皮黄心突变体新栗生物学特性研究

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【摘要】：甘薯是我国继水稻、小麦、玉米和马铃薯之后的第五大粮食作物,具有产量高、适应性广和抗性强等特点。紫甘薯富含花色苷,是天然色素,也具有重要的药用价值。以紫甘薯浙紫薯1号及其白皮黄心突变体新栗为研究材料,从植物学特征、生理特性、主要农艺性状、花色苷合成相关基因表达等方面进行比较研究,并对突变体进行了遗传鉴定,主要研究结论如下：1、与浙紫薯1号相比,突变体新栗萌芽早,芽的颜色变浅,茎的颜色由紫变绿,茎变粗,节间变短,分枝数变少,株高变矮,薯块表皮颜色由紫色变成白色,薯肉颜色由紫色变成淡黄色,其他性状没有变化。浙紫薯1号和新栗净光合速率-光响应曲线(Pn-PAR)呈相似的二次曲线关系,浙紫薯1号光补偿点在26μmol·m-2·s-1,光饱和点在1430μmol·m-2·s-1；新栗光补偿点在30μmol·m-2·s-1,光饱和点在1600μmol·m-2·s-1,新栗对强光的耐受性显著强于浙紫薯1号。浙紫薯1号和新栗净光合速率-C02响应曲线(Pn-C02)呈相似的二次曲线关系,浙紫薯1号C02补偿点在24μmol·mol-1,CO2饱和点在886μmol·mol-1；新栗C02补偿点在44μmol·mol-1,C02饱和点在1154μmol·mol-1,新栗对C02的需求高于浙紫薯1号。浙紫薯1号和新栗的Pn日变化均呈典型双峰曲线,有午休现象。新栗茎的激素GA3含量显著低于浙紫薯1号,可能与新栗茎变粗、节间变短有关。新栗块根的激素Z含量显著高于浙紫薯1号,可能与快根的膨大有关。新栗产量达2737kg/667m2,比浙紫薯1号增产45%,差异显著,新栗单株结薯数5.1个,单株薯重0.984kg,两个品种薯形均为纺锤型。浙紫薯1号块根总花色苷含量明显高于新栗,高效液相色谱检测其块根含有8种花色苷单体,而新栗未检测到花色苷单体。新栗的干物质含量、淀粉含量和可溶性糖均比浙紫薯1号要高,但蛋白质含量降低。2、半定量RT-PCR结果表明,与浙紫薯1号相比,新栗块根的花色苷生物合成相关转录基因IbMYB1和结构基因CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、3GT的表达量不同程度下调。3、流式细胞检测结果表明新栗的染色体倍性没有变化；克隆获得了浙紫薯1号和新栗IbMYB1编码区全长基因各1个,序列全长均为1300个碱基,两者同源性达99%,与Genbank中其他IbMYB1序列同源性达99-100%；PCR检测发现浙紫薯1号含有2种类型IbMYB1基因：IbMYB1-1和IbMYB1-2,新栗只有IbMYB1-1。因此,新栗是由于突变造成了IbMYB1-2的缺失,IbMYB1不能转录和翻译,花色苷合成受到抑制。
【关键词】：紫甘薯 突变体 IbMYB1 生物学
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S531
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 前言10-19
• 1.1 紫甘薯及其花色苷11-12
• 1.1.1 紫甘薯11
• 1.1.2 花色苷11-12
• 1.2 花色苷的生物合成及其代谢调控12-17
• 1.2.1 花色苷的生物合成12-13
• 1.2.2 花色苷生物合成的主要结构基因13-14
• 1.2.3 花色苷生物合成的主要调节基因14-17
• 1.3 研究目的与意义17-19
• 2 材料与方法19-33
• 2.1 供试材料19-20
• 2.1.1 试验品种19
• 2.1.2 试剂及仪器19
• 2.1.3 试验地点19-20
• 2.2 试验方法20-32
• 2.2.1 试验田间设计20
• 2.2.2 植物学特性研究20
• 2.2.3 光合特性和激素含量研究20-21
• 2.2.4 主要农艺性状观测21
• 2.2.5 品质分析21-26
• 2.2.6 花色苷合成相关基因表达26-31
• 2.2.7 突变体遗传鉴定31-32
• 2.3 数据分析与处理方法32-33
• 3 结果与分析33-54
• 3.1 植物学特征33-38
• 3.1.1 出苗比较33-34
• 3.1.2 形态特征34-38
• 3.2 光合特性和激素含量38-43
• 3.2.1 光合特性38-40
• 3.2.2 激素含量40-43
• 3.3 农艺性状43
• 3.4 品质43-46
• 3.4.1 块根花色苷含量43-44
• 3.4.2 块根花色苷种类44-45
• 3.4.3 淀粉、可溶性糖和蛋白质含量45-46
• 3.5 块根花色苷合成相关基因表达46-48
• 3.6 突变体遗传鉴定48-54
• 3.6.1 倍性鉴定48
• 3.6.2 IbMYB1的克隆48-53
• 3.6.3 转录因子基因IbMYB1的分型53-54
• 4 讨论与结论54-58
• 4.1 讨论54-56
• 4.1.1 植物激素在甘薯茎和块根分化和膨大中的作用54-55
• 4.1.2 光合特性与产量之间的关系55
• 4.1.3 调控甘薯花色苷基因表达的相关基因55-56
• 4.2 结论56-58
• 创新点58-59
• 参考文献59-64
• 附录64-66
• 致谢66-67
• 作者简介67

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本文编号：941421